Question

【題目】下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。

(1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：

①電源的N端為____________________極；

②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________；

③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：________________；

④電極c的質(zhì)量變化是__________g；

⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：甲溶液______________________________；乙溶液______________________________；丙溶液______________________________；

(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ ________________________________________。

Answer 1

【答案】 正 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 水減少的質(zhì)量：100g×(1－)＝4.5g 生成O2體積： ××22.4L·mol-1=2.8L 16 堿性增大，因?yàn)殡娊夂�，水量減少，溶液中NaOH濃度增大 酸性增大，因?yàn)殛?yáng)極上OH－生成O2，溶液中H＋離子濃度增加 酸堿性大小沒(méi)有變化，因?yàn)?/span>K2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性 能繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)?/span>CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>H2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗�的電解反�?yīng)

【解析】(1)①乙杯中c質(zhì)量增加，說(shuō)明Cu沉積在c電極上，電子是從b-c移動(dòng)，M是負(fù)極，N為正極；
②甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H2O，陽(yáng)極b處為陰離子OH-放電，即4OH--4e-=2H2O+O2↑；
③丙中為K2SO4，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為x．由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=(100-x)×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol．由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L；
④整個(gè)電路是串聯(lián)的，所以每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的，根據(jù)電極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，可知轉(zhuǎn)移0.5mol電子生成的m(Cu)= ×64=16g；
⑤甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大；乙中陰極為Cu2+放電，陽(yáng)極為OH-放電，電解方程式為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，所以H+增多，故pH減��；丙中為電解水，對(duì)于K2SO4而言，其pH幾乎不變；
(2)當(dāng)銅全部析出時(shí)，溶液中仍有電解質(zhì)硫酸，可以繼續(xù)電解，故答案為：可以； 銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。